2017-2018学年同步备课套餐之物理沪科版选修3-4复习讲义：模块要点回眸 (共16份打包)

模块要点回眸 第1点　振动图像的强大功能 简谐运动的振动图像描述的是做简谐运动的物体的位移随时间的变化规律，因此由振动图像我们可以知道振动质点各个时刻偏离平衡位置的位移．除此之外，振动图像还有更强大的功能． 1．确定振动质点在任一时刻的位移 如图1所示，与t1、t2时刻对应的位移分别为x1＝＋7 cm、x2＝－5 cm. 图1 2．确定振动的振幅 图中的最大位移的数值等于振幅，如图1所示，表示的振幅是10 cm. 3．确定振动的周期和频率 振动图像上一个完整的正弦(或余弦)图形在时间轴上拉开的“长度”表示周期．由图1可知，OD、AE、BF的时间间隔都等于振动周期，T＝0.2 s，频率f＝＝5 Hz. 4．得到振动质点的位移随时间变化的关系 图中表示的振动质点的位移随时间变化的规律为：x＝10sin (10πt) cm. 5．比较各时刻速度的大小 在位移—时间图像上，某时刻对应的图像的斜率表示质点的速度．图中|kt1|<|kt2|，所以|vt1|<|vt2|. 6．确定各时刻质点的振动方向 如图1中，在t1时刻，质点正远离平衡位置运动；在t3时刻，质点正向着平衡位置运动． 7．比较各时刻质点的加速度的方向和大小 在图1中，t1时刻质点位移x1为正，加速度a1为负，两者方向相反；t2时刻质点位移x2为负，加速度a2为正，又因为|x1|>|x2|，所以|a1|>|a2|. 8．比较不同时刻质点的势能、动能的大小 质点离平衡位置的位移越大，它所具有的势能越大，动能则越小．如图1所示，在t1时刻质点的势能Ep1大于t2时刻的势能Ep2，而动能Ek1<Ek2. 对点例题　(多选)一质点做简谐运动的图像如图2所示，则该质点(　　) 图2 A．在0.015 s时，速度和加速度都为－x方向 B．在0.01 s至0.03 s内，速度与加速度先反方向后同方向，且速度是先减小后增大，加速度是先增大后减小 C．在第八个0.01 s内，速度与位移方向相同，且都在不断增大 D．在每1 s内，回复力的瞬时功率有100次为零 解题指导　在0.015 s时，从图像中可以看出，速度方向沿－x方向，而加速度方向沿＋x方向，A错误；在0.01 s至0.03 s时间内，速度方向先沿－x方向，后沿＋x方向，速度先减小后增大．而加速度方向始终沿＋x方向，加速度大小先增大后减小，所以B正确；在第八个0.01 s内的位移沿＋x方向且逐渐增大，而速度却在不断减小，所以C错误；由题图可知，T＝0.04 s,1 s内的周期数n＝＝25，当回复力为零时，回复力的功率为零；当回复力最大时，质点速度为零，回复力的功率也为零．这样，一个周期内，功率为零的时刻有四次，因此，在每1 s内回复力的瞬时功率为零的次数有4×25＝100次，所以D正确． 答案　BD 技巧点拨　充分利用图像的直观性，把图像与振动过程联系起来．例如此题可以形象的理解为振子在x轴上以坐标原点为平衡位置在2与－2之间往复运动． 1.在水平方向上做简谐运动的质点，其振动图像如图3所示．假设向右的方向为正方向，则物体的位移向左且速度向右的时间段是(　　) 图3 A．0 s到1 s内 B．1 s到2 s内 C．2 s到3 s内 D．3 s到4 s内 答案　D 解析　由于规定向右为正方向，则位移向左表示位移与规定的正方向相反，这段时间应为2 s到3 s或3 s到4 s．因为要求速度向右，因此速度应为正．则满足这两个条件的时间间隔为3 s到4 s，D正确． 2．(多选)一个质点做简谐运动的图像如图4所示，下列叙述中正确的是(　　) 图4 A．质点的振动频率为4 Hz B．在10 s内质点经过的路程为20 cm C．在5 s末，质点做简谐运动的位移为2 cm D．t＝1.5 s和t＝4.5 s两时刻质点的位移大小相等且为 cm 答案　BCD 解析　由题目中的振动图像可直接得到周期T＝4 s，频率f＝＝0.25 Hz，故选项A是错误的．一个周期内做简谐运动的质点经过的路程是4A＝8 cm,10 s为2.5个周期，故质点经过的路程为20 cm，选项B是正确的． 由图像可知5 s末质点的位移为2 cm，故C正确．质点的位移与时间的关系为x＝0.02sin (t)，把t＝1.5 s和t＝4.5 s分别代入方程可得位移大小都是 cm，故D正确． $$第10点　诠释波的衍射现象 波在传播过程中可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫做波的衍射．有些同学在遇到关于波的衍射现象的题目时往往会模棱两可，以下六点帮你正确理解衍射现象． (1)衍射是波特有的现象，一切波都会产生衍射现象． (2)衍射现象总是存在的，只有明显与不明显的差异． (3)障碍物或孔的尺寸大小，并不是决定衍射能否发生的条件，仅是使衍射现象明显表现的条件． (4)一般情况下，波长较大的波容易产